港珠澳大桥沉管隧道洞内平面控制测量

工作探索　港珠澳大桥沉管隧道洞内平面控制测量　李东华　（广，ｒｌ１港工程管理有限公司，广东广州５１００００）　摘要：结合港珠澳大桥沉管隧道工程实例，通过对比分析不同的洞内平面控制测量布网方法，总结适用于沉管隧道的洞内平面　控制测量方法，并详细论述其技术要点、布网方法及注意事项，对其他类似工程有借鉴作用。　关键词：沉管隧道；控制测量　近年来。国家基础建设高速发展，水底隧道建造越来越多，　线形式，其形状完全取决于隧道的形状，只能用重复观测的方　沉管隧道具有巨大的优势，在我国必定会得到很大的发展，如　我国的港珠澳大桥中的隧道段就是采用沉管隧道方式。保证沉　法进行检核，同时，随着导线长度的增加，端点横向误差迅速　增大。为了提高导线端点精度，根据港珠澳大桥岛隧工程实际　管隧道准确贯通的关键工作是沉管隧道控制测量，其中分为高　施工情况和工作条件，提出下列布设方案：　程控制测量和平面控制测量。高程控制测量影响沉管隧道竖向　２．１双导线布网　贯通误差，较容易操作。平面控制测量又分为洞外平面控制测　随着沉管安装进度推进，布设一个新点都要从支导线的起　量和洞内平面控制测量，洞外平面控制测量可以采用ＧＰＳ网　点开始全面重复测量。为了提高精度，避免测量粗差出现，可　作精度控制保证，此处只对沉管隧道洞内平面控制测量做详细　以选择规范要求布设成双导线形式，如图所示。　论述。沉管内空间比较狭窄，不能采用三角测量、三边测量等　检核条件较多的方法，又因为受洞内光线、灰尘等限制，测量　精度不易保证。因此，洞内平面控制测量是测量工作的难点，　而合理制定测量方案有是其中的关键。　１　工程概况及特点　港珠澳大桥隧道段总长６７００米，其中沉管段长５６６４米，　由３３个管节组成，隧道穿越铜鼓航道和伶仃西航道。东端　～　图２—１双导线网不意图　如图布设两条导线Ａ—Ｂ—Ｃ—Ｄ—Ｅ和Ａ’一Ｂ’一Ｃ—Ｄ—Ｅ’，两　１３１　１．３６２ｍ位于Ｒ＝５５００ｍ平曲线上，其余部分均为直线。标准　条导线有公共点ｃ和Ｄ点，通过这种布网方式使两条导线测　管节长度为１８０ｍ，曲线管节采用中心线长度为２２．５ｍ的直线　量形式形成公共点或公共边，构成检核条件。随导线长度的延　楔形节段拟合组成。沉管隧道采用两孑Ｌ一管廊结构，管廊分上　伸，两条导线可以在适当的位置再次相交或者重合，创造出新　下两层，贯通测量的大部分工作均在下管廊进行。根据管节沉　的检核条件。　放对接控制标准，隧道水平向定位误差允许值为２０ｍｍ，竖直　２．２左右双导线网　．　向定位相对误差为３５ｒａｍ，水平向与设计轴线间的偏差曲线段　考虑到港珠澳大桥双洞隧道设计，除了可布设成上述基本　为４０１ｎｍ，直线管节为５０ｍｍ，竖直向与设计轴线间的偏差为　５０ｒａｍｏ　一　一双导线网外，可以利用中廊道联测左右两车道的导线网，以此　检测所布设的导线网精度，如图所示。　　港珠澳大桥沉管隧道进洞控制测量的作业范围包括隧道的　岛上段和沉管段，里程桩号从Ｋ６＋４０６～Ｋ１３＋１０６。进洞控制　测量工作应依据相关技术规范合理选择测量方法为新管节的贯　通测量和已装管节的变形监测提供准确依据，保证隧道全线顺　利贯通。　一篓　　一１一　　２隧道控制测量方案分析　传统洞内平面控制网比较简单，观测量少，布设灵活，起　始于两端洞口处的洞外控制点，随着隧道向前延伸，敷设成支　图２—２左右双导线网示意图　得现场不必再储存产生扬尘的大量水泥、白灰等用于粉刷的粉　比如降低材料落差，减少扬尘；对亲水性、弱粘性材料和粉尘　质材料；也消除了因混凝土运输洒落、内外粉刷砂浆洒落产生　应尽量采取增湿、喷雾、喷蒸汽等措施，减少在清理过程中粉　建筑垃圾以及内装修阶段因打磨腻子层产生大量扬尘的重要因　尘扩散。　素；现场也不再需要模板，消除了木模板加工产生的碎屑扬尘。　３．３将扬尘管控纳入建筑信贷发放审核　整体卫浴和装修一体化，使室内装修一次到位，保证质量的同　由于建筑成本的巨大，大部分开发商会选择商业银行信贷　时，也大幅避免了二次改造施工、二次污染。　的方式来筹集开发资金。现如今，商业银行已经存在大量的绿　３．２控制装修扬尘　色建筑信贷项目。将建筑扬尘量化管控，纳入信贷发放的审核　建筑房屋内装修阶段，家装主要涉及水电工、瓦工、木工　标准中，在施工过程由专也部门衡量扬尘排放的情况，以此来　和油漆工四个工种，对应的粉尘类型分别为水泥粉尘、陶瓷粉　决定贷款的冻结或者发放。从资金的角度迫使开发商自主解决　尘、木粉尘和滑石或石膏粉尘。除了在个人防护方面采取一定　扬尘问题。　的措施外，更重要的是通过从源头上降低粉尘产生、粉尘产生　雾霾不是短时间形成的，对其的治理也不能一蹴而就。我　后尽量避免扩散、及时清除等方面多管齐下进行治理。　装修　们要不断审核自身的发展模式，不断找出新的措施，缓步治理，　粉尘产生后，在不妨碍操作条件下，可采取半封闭、屏蔽、隔　必见成效。　离设施，防止粉尘外逸或将粉尘限制在局部范围内减少扩散。　５　２０ｌ７年第ｌ８期　建材发展导向　表４—１最终接头贯通测量轴线偏位贯通测量结果说明　贯通测量检测数据　标定成果（ｎ１）　测量点编号　Ｘ　ＣＴｌ　ＧＴ２　Ｙ　Ｚ　Ｘ　３５２７５５．５４１２　３５２７５５．２１２９　Ｙ　４４７８６６．１６４１　４４７８７４．８８１７　Ｚ　－２６．２５２１　－２６．２７５２　△Ｘ　４．６　３．１　△Ｙ　—３．６　－３．８　△Ｚ　－７６．３　－８９．４　实测值（ｍ）　偏差（实一设ｍｍ）　备注　３５２７５５．５３６６　４４７８６６．１６７７　－２６．１７５８　３５２７５５．２０９８　４４７８７４．８８５５　－２６．１８５８　采用图示双导线网布设隧道进洞平面控制网，可以通过联　测形成检核条件，对测量中出现的粗差可在联测处发现并消除。　相比支导线，双导线网优点很明显，但这种基本双导线网还是　存在一些缺点，从图中可以看出两条不同的导线一般要经过多　组点测量后才能构成检核条件，此时如果发现数据不能闭合时，　左右行车道布设成交叉双导线，当测设至端封门未拆除部　分管节时，通过交叉双导线末端相邻两测站点向中廊道内引测　条定向边，与交叉双导线末端相邻点形成四边形闭合环，利　用定向边在中廊道内布设直伸形式的支导线进行新沉管节定位　点ＤＷｎ一１的测设，用于指导新沉管节定位。　一不能准确快捷地确定哪个控制点出了问题，出现这种情况时只　能对双导线进行重测，这样在增加了工作量之余还会对施工进　度有一定影响。　２．３线性交叉双导线网　为了解决上面提到的问题，可以考虑采用线性交叉导　线网，使每个布设的控制点都有足够的检核条件具体网形　如图。　图２—３线性交叉导线网不意图　随着沉管的安放，控制点往洞内延伸布设，如图，Ａ与Ａ’　为对称的两点。这种网形也有缺点，理论上，通视的测点之间　距离应该越大越好，间距的增大，两对称点必定贴近洞边，这　样容易受到洞内工作车辆、设备、工作人员等带来的视线干扰，　通视条件差，影响测量工作的开展。　从图示可以知道，每新增一组对称的控制点，每个点可以　通过不同的点计算出两组坐标数据互相检核。线性交叉双导线　网不仅可以准确快速地发现测量粗差，而且可以提高整个导线　网地精度。　３港珠澳大桥沉管隧道控制测量方法选择　３．１布网形式　洞内平面控制网的网型设计采用左右行车道交叉双导线　联系控制测量（见图），交叉双导线敷设视钢封门切割完成　情况逐步向前延伸，采用５００～８００ｍ布设一对导线点，同　车道一对导线点间距约７ｍ，距离侧墙２．５ｍ以上，两车道外　侧墙导线点间距约２９ｍ。以提高洞内平面控制测量的可靠性　和精度。　图３－１港珠澳大桥沉管隧道左右车道交叉导线网形示意图　３．２观测方法　２０１７年第１８期　４数据处理与精度分析　导线网外业观测和数据质量合格后，应及时进行导线网　的内业数据处理。平差软件采用武汉大学《科傻地面控制测　量数据处理通用软件包（简称：ＣＯＤＡＰＳ）进行常规平差，　同时采用Ｈｅｌｍｅｒｔ约束平差，对两种平差坐标进行比较。具　体的平差计算过程，因篇幅限制不做详细叙述，大家可以参　考相关的测量书籍。洞内导线网的测设直接知道沉管最终接　头的贯通，这里给出最终接头的贯通测量成果，以反映该测　量方案准确性。　表４—１中“ｘ、Ｙ、Ｚ”值为港珠澳大桥坐标系值，相应的　偏差△ｘ即为管节轴线偏差（正为北偏、负为南偏），△Ｙ为　管节纵向坐标（正为偏东、负为偏西），△Ｚ为管节高程偏差（正　为偏高、负为偏低）ｏ　最终接头在Ｅ２９管节侧轴线偏北４．６ｍｍ，标高偏低　７６．３ｍｍ；最终接头在Ｅ３０管节侧轴线偏北３．１ｍｍ，标高偏低　８９．４ｍｍ（偏差成果为贯通测点成果）。　港珠澳大桥沉管隧道应用的洞内平面控制网测量方法均符　合有关技术要求，精度稳定良好。　５结语　通过解算和数据处理，结合个人现场施测的体会，得出一　些建议，希望对大家在类似项目操作有所帮助：　（１）在现场条件允许的前提下尽量增加导线的边长以提高　精度。　（２）测量工作应尽量安排在夜间，一方面减少折光差对洞　外到洞内的引测工作，另一方面避免因白天作业人员、设备较　多造成视线阻挡。　（３）对有较短导线边参与的测站可以适当增加测回数以提　高精度。　（４）上述测量方法的工作量较大，使用安装自动观测软件　的ＴＳ３０全站仪可以大大减少工作量。　本文由当前特长隧道洞内平面控制测量应用到的施测方法　出发，提出３种可以应用到沉管隧道洞内平面控制测量的布网　方案，通过结合港珠澳大桥沉管隧道洞内平面控制测量的工程　实例分析总结其中的优缺点论述了精度可靠、实施性强的优选　方案，积累了宝贵的经验，也为今后类似沉管隧道洞内平面控　制测量的实施提供了借鉴。　参考文献　…李青岳，陈永奇．工程测学［Ｉ　．北京：测绘出版社，１９９５．　［２】章书寿，华锡生．工程测量［Ｍ］．北京：水利电力出版社，１９９４　作者简介：李东华（１９９１一），男，长沙理工大学，本科，助理工　程师，主要从事测绘工作。　６